RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2021

 / 

Январь

←  →

Методические заметки


Стойкость метода обманных состояний в квантовой криптографии

 а, б,  а, б, в, г,  а, в, г,  в, г
а Математический институт им.В.А.Стеклова РАН, Москва, Российская Федерация
б Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский просп. 4, Москва, 119049, Российская Федерация
в Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий (Российский квантовый центр), ул. Новая 100, Сколково, Московская обл., 143025, Российская Федерация
г Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация

Квантовая криптография или, более конкретно, квантовое распределение ключей (КРК) — активно развивающаяся квантовая технология. Секретность ключей, распределённых с помощью протоколов КРК, гарантируется фундаментальными законами квантовой механики. Рассматривается метод обманных состояний (от англ. "decoy state method", в другом переводе на русский язык — "метод состояний-ловушек") в КРК, направленный на устранение уязвимостей, связанных с использованием когерентных состояний света в протоколах КРК, теоретическая стойкость которых доказана в предположении кодирования информации в однофотонные состояния. Строго доказывается стойкость метода обманных состояний против всех возможных атак. Сравниваются две наиболее известные атаки на многофотонные посылки: атака расщеплением по числу фотонов и атака светоделителем. Обсуждается эквивалентность поляризационного и фазового кодирований.

Текст pdf (772 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2020.11.038882
Ключевые слова: квантовая криптография, квантовое распределение ключей, BB84, обманные состояния
PACS: 03.67.−a, 03.67.Dd, 03.67.Hk (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.11.038882
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/1/f/
000632470400005
2-s2.0-85104180459
2021PhyU...64...88T
Цитата: Трушечкин А С, Киктенко Е О, Кронберг Д А, Федоров А К "Стойкость метода обманных состояний в квантовой криптографии" УФН 191 93–109 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 23 марта 2020, доработана: 19 октября 2020, 20 ноября 2020

English citation: Trushechkin A S, Kiktenko E O, Kronberg D A, Fedorov A K “Security of the decoy state method for quantum key distribution” Phys. Usp. 64 88–102 (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2020.11.038882

Список литературы (63) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (19) Похожие статьи (14)

  1. Алферов А П и др Основы криптографии 2-е изд. (М.: Гелиос АРВ, 2002)
  2. Schneier B Applied Cryptography: Protocols, Algorithms, and Source Code in C 2nd ed. (New York: Wiley, 1996)
  3. Shor P W SIAM J. Comput. 26 1484 (1997)
  4. Anschuetz E et al Quantum Technology and Optimization Problems. QTOP 2019 (Lecture Notes in Computer Science) Vol. 11413 (Eds S Feld, C Linnhoff-Popien) (Cham: Springer, 2019) p. 74
  5. Mosca M IEEE Secur. Priv. 16 (5) 38 (2018)
  6. Bennet C H, Brassard G Proc. of the IEEE Intern. Conf. on Computers, Systems and Signal Processing, Bangalore, India (New York: IEEE, 1984) p. 175
  7. Ekert A K Phys. Rev. Lett. 67 661 (1991)
  8. Холево А С Математические основы квантовой информатики (Лекционные курсы НОЦ, Вып. 30) (М.: МИАН, 2018)
  9. Wiesner S ACM SIGACT News 15 (1) 78 (1983)
  10. Mayers D Advances in Cryptology — CRYPTO 96. CRYPTO 1996 (Lecture Notes in Computer Science) Vol. 1109 (Ed. N Koblitz) (Berlin: Springer, 1996) p. 343; Mayers D quant-ph/9606003
  11. Mayers D J. ACM 48 351 (2001)
  12. Shor P W, Preskill J Phys. Rev. Lett. 85 441 (2000)
  13. Koashi M New J. Phys. 11 045018 (2009)
  14. Renner R "Security of quantum key distribution" Ph.D. Thesis (Zürich: ETH, 2005); Renner R quant-ph/0512258
  15. Tomamichel M et al Nat. Commun. 3 634 (2012)
  16. Tomamichel M, Leverrier A Quantum 1 14 (2017)
  17. Dupuis F, Fawzi O, Renner R Commun. Math. Phys. 379 867 (2020)
  18. Gisin N et al Rev. Mod. Phys. 74 145 (2002)
  19. Scarani V et al Rev. Mod. Phys. 81 1301 (2009)
  20. Bochkov M K, Trushechkin A S Phys. Rev. A 99 032308 (2019)
  21. Portmann C, Renner R arXiv:1409.3525
  22. Трушечкин А С Квантовая электроника 50 426 (2020); Trushechkin A S Quantum Electron. 50 426 (2020)
  23. Diamanti E et al npj Quantum Inf. 2 16025 (2016)
  24. Huttner B et al Phys. Rev. A 51 1863 (1995)
  25. Brassard G et al Phys. Rev. Lett. 85 1330 (2000)
  26. Hwang W-Y Phys. Rev. Lett. 91 057901 (2003)
  27. Lo H-K, Ma X, Chen K Phys. Rev. Lett. 94 230504 (2005)
  28. Wang X-B Phys. Rev. Lett. 94 230503 (2005)
  29. Ma X et al Phys. Rev. A 72 012326 (2005)
  30. Curty M et al Nat. Commun. 5 3732 (2014)
  31. Lim C C W et al Phys. Rev. A 89 022307 (2014)
  32. Zhang Z et al Phys. Rev. A 95 012333 (2017)
  33. Trushechkin A S, Kiktenko E O, Fedorov A K Phys. Rev. A 96 022316 (2017)
  34. Lo H-K, Curty M, Tamaki K Nat. Photon. 8 595 (2014)
  35. Duplinskiy A V et al J. Russ. Laser Res. 39 113 (2018)
  36. Chen K, Ma J, Shi H Talk, ISO/IEC JTC1 SC27WG3SP Proposal, Security Requirements, Test and Evaluation Methods for the Decoy State BB84 Quantum Key Distribution (QKD), Berlin, Germany, 10/31/2017; ISO/IEC JTC 1/SC 27/WG 3 N 1537, 30th ISO/IEC JTC1/SC27 Working Group Meeting, H Shi, J Ma, G Pradel Wuhan, China, April 2018 30th Security Requirements, Test and Evaluation Methods for Quantum Key Distribution
  37. Молотков С Н, Кравцов К С, Рыжкин М И ЖЭТФ 155 636 (2019); Molotkov S N, Kravtsov K S, Ryzhkin M I J. Exp. Theor. Phys. 128 544 (2019)
  38. Молотков С Н, Кравцов К С, Рыжкин М И ЖЭТФ 156 379 (2019); Molotkov S N, Kravtsov K S, Ryzhkin M I J. Exp. Theor. Phys. 129 319 (2019)
  39. Devetak I, Winter A Proc. R. Soc. Lond. A 461 207 (2005)
  40. Kulik S P, Molotkov S N Laser Phys. Lett. 14 125205 (2017)
  41. Килин С Я УФН 169 507 (1999); Kilin S Ya Phys. Usp. 42 435 (1999)
  42. Валиев К А УФН 175 3 (2005); Valiev K A Phys. Usp. 48 1 (2005)
  43. Молотков С Н УФН 176 777 (2006); Molotkov S N Phys. Usp. 49 750 (2006)
  44. Lo H-K, Chau H F, Ardehali M J. Cryptology 18 133 (2005)
  45. Trushechkin A S et al Phys. Rev. A 97 012311 (2018)
  46. Fung C-H F, Ma X, Chau H F Phys. Rev. A 81 012318 (2010)
  47. Kiktenko E, Trushechkin A, Kurochkin Yu, Fedorov A J. Phys. Conf. Ser. 741 012081 (2016)
  48. Fedorov A K, Kiktenko E O, Trushechkin A S Lobachevskii J. Math. 39 992 (2018)
  49. Kiktenko E O et al Phys. Rev. Appl. 8 044017 (2017)
  50. Kronberg D A Матем. вопр. криптогр. 8 (2) 77 (2017)
  51. Wegman M N, Carter J L J. Comput. Syst. Sci. 22 265 (1981)
  52. Kiktenko E O et al IEEE Trans. Inform. Theory 66 6354 (2020)
  53. Lieb E H Adv. Math. 11 267 (1973)
  54. Холево А С Квантовые системы, каналы, информация (М.: Изд-во МЦНМО, 2010); Пер. на англ. яз., Holevo A S Quantum Systems, Channels, Information: a Mathematical Introduction (Berlin: De Gruyter, 2012)
  55. Cao Z et al New J. Phys. 17 053014 (2015)
  56. Lim C C W et al Phys. Rev. A 89 022307 (2014)
  57. Bennett C H et al J. Cryptology 5 3 (1992)
  58. Dušek M, Jahma M, Lütkenhaus N Phys. Rev. A 62 022306 (2000)
  59. Félix S et al J. Mod. Opt. 48 2009 (2001)
  60. Кронберг Д А, Курочкин Ю В Квантовая электроника 48 843 (2018); Kronberg D A, Kurochkin Yu V Quantum Electron. 48 843 (2018)
  61. Кронберг Д А, Киктенко Е О, Федоров А К, Курочкин Ю В Квантовая электроника 47 163 (2017); Kronberg D A, Kiktenko E O, Fedorov A K, Kurochkin Yu V Quantum Electron. 47 163 (2017)
  62. Avanesov A S, Kronberg D A, Pechen A N P-Adic Num. 10 222 (2018)
  63. Kronberg D A, Nikolaeva A S, Kurochkin Y V, Fedorov A K Phys. Rev. A 101 032334 (2020)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение